什么是自組網(wǎng)

自組網(wǎng)是一種移動通信和計算機網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)[1]，網(wǎng)絡(luò)的信息交換采用計算機網(wǎng)絡(luò)中的分組交換機制，用戶終端是可以移動的便攜式終端，自組網(wǎng)中每個用戶終端都兼有路由器和主機兩種功能。作為主機，終端需要運行各種面向用戶的應(yīng)用程序，如編輯器、瀏覽器等；作為路由器，終端需要運行相應(yīng)的路由協(xié)議，根據(jù)路由策略和路由表完成數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)和路由維護工作，故要求節(jié)點實現(xiàn)合適的路由協(xié)議。自組網(wǎng)路由協(xié)議的目標(biāo)是快速、準(zhǔn)確和高效，要求在盡可能短的時間內(nèi)查找到準(zhǔn)確可用的路由信息，并能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目焖僮兓瑫r減小引入的額外時延和維護路由的控制信息，降低路由協(xié)議的開銷，以滿足移動終端計算能力、儲存空間以及電源等方面的限制。

目前自組網(wǎng)路由協(xié)議的設(shè)計主要有三種思路：1) 修改現(xiàn)有的常規(guī)路由協(xié)議，使其能夠適應(yīng)自組網(wǎng)的需要，如DSDV(Destination Sequenced Distance Vector)協(xié)議就是通過修改常見的RIP協(xié)議得來；2) 采用按需發(fā)現(xiàn)的路由原則，不通過周期性廣播路由信息來維持路由表，僅當(dāng)需要建立路由時才發(fā)出請求以建立路由，從而有效地減少對網(wǎng)絡(luò)資源的消耗，典型的有動態(tài)源路由(DSR)[2]、AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)等；3) 基于服務(wù)質(zhì)量(QoS)的路由，節(jié)點根據(jù)收集到的網(wǎng)絡(luò)資源情況(而不是通常的跳數(shù))選擇一條最有可能滿足用戶QoS要求的路由，如LS-QoS(Link State-QoS)協(xié)議。

表驅(qū)動的路由協(xié)議適合于常規(guī)有線網(wǎng)絡(luò)，但對無線自組網(wǎng)來說，由于網(wǎng)絡(luò)自身存在的諸多限制，周期性廣播控制信息分組會大量消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬，維護路由表會大量消耗移動終端的資源，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速變化會使很多路由信息很快變得過時，造成資源的浪費。即使將表驅(qū)動協(xié)議針對無線自組網(wǎng)進行改動，仍然在很大程度上存在這個問題。相比之下，按需路由協(xié)議更能適應(yīng)自組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)快速變化的特點。

目前流行的幾種典型按需路由協(xié)議中，DSR使用了源路由的機制，要求在每一個數(shù)據(jù)包頭部包含完整的路徑信息，大大增加了路由協(xié)議的開銷，且斷鏈發(fā)生需要重建路由時，需要將斷鏈信息發(fā)回源節(jié)點，由源節(jié)點重新發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，帶來了很大的延遲。AODV協(xié)議使用逐跳轉(zhuǎn)發(fā)機制解決了這個問題，但它需要使用周期性的Hello信息來維持節(jié)點之間的連接狀態(tài)，增加了開銷，而且在發(fā)生斷鏈時，則采用和DSR同樣的方式進行重建路由。TORA協(xié)議除了自身的開銷大外[3]，還需要特殊硬件提供支持，如GPS設(shè)備提供全網(wǎng)節(jié)點的時間同步功能，并需要數(shù)據(jù)和控制兩個獨立的無線信道，其應(yīng)用局限較大。

本文討論文獻中典型按需路由協(xié)議AODV的基本操作及存在問題，并就路由斷鏈后的重建提出改進方法。

自組網(wǎng)AODV路由協(xié)議中斷鏈修復(fù)的改進